DE4319569C1 - Method and appts. for prodn. of a semi-finished prod. - with smooth-rolling of the deposited metal ensures a small thickness tolerance - Google Patents
Method and appts. for prodn. of a semi-finished prod. - with smooth-rolling of the deposited metal ensures a small thickness toleranceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Halbzeug in Form dünner Metallstränge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing semi-finished products in the form thin metal strands according to the preamble of claim 1 and a device for performing the method.
Aus der EP 03 11 602 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dünner Metallstränge bekannt. Dabei wird ein an der Oberfläche gereinigtes Metallprofil beispielsweise in Form eines bandförmigen Stahlblechs (Mutterband) mit einer Dicke von 0,1-1,4 mm kontinuierlich durch den Boden eins mit einer artgleichen Stahlschmelze gefüllten Schmelzenbehälters geführt. Hierzu ist eine schlitzartige Öffnung im Boden des Schmelzenbehälters vorgesehen, die mit einer Dichteinrichtung versehen ist, um den Austritt von Schmelze zu verhindern. Die Temperatur der Schmelze liegt in der Nähe der Liquidustemperatur Tliq. Das Stahlband wird mit einer konstanten Geschwindigkeit durch die Schmelze bewegt und nach oben aus der Schmelze herausgeführt. Aufgrund seines niedrigen Wärmeinhalts (Bandtemperatur etwa gleich Raumtemperatur) bildet sich auf der Oberfläche des Stahlbandes eine anhaftende Schicht aus kristallisierter und noch flüssiger Schmelze aus. Die Dicke dieser Schicht kann ein Mehrfaches der Dicke des ursprünglichen Mutterbandes betragen. Sie hängt insbesondere ab von der Verweilzeit in der Schmelze (Geschwindigkeit des Mutterbandes), von der Schmelztemperatur (Temperaturdifferenz zur Solidustemperatur Tsol), von der Schmelzwärme und der spezifischen Wärme des eingesetzten Werkstoffs und von der Mutterbanddicke. Die Verfahrensführung muß hierbei so erfolgen, daß ein Wiederaufschmelzen von bereits anhaftendem Kristallisat vermieden wird. Unter dieser Voraussetzung besteht über die Banddicke gesehen ein Temperaturgradient. Während der Bewegung durch das Schmelzbad ist die Temperatur im Inneren des Mutterbandes am niedrigsten und steigt zum Rand hin an. Ein qualitativ gleichartiger Temperaturverlauf liegt auch in der anhaftenden Schicht vor. Im äußersten Bereich der Schicht liegt genau die Liquidustemperatur Tliq vor.EP 03 11 602 B1 discloses a method and a device for producing thin metal strands. A metal profile cleaned on the surface, for example in the form of a band-shaped steel sheet (mother band) with a thickness of 0.1-1.4 mm, is continuously guided through the bottom of a melt container filled with a similar type of steel melt. For this purpose, a slot-like opening is provided in the bottom of the melt container, which is provided with a sealing device in order to prevent melt from escaping. The temperature of the melt is close to the liquidus temperature T liq . The steel strip is moved through the melt at a constant speed and led upwards out of the melt. Due to its low heat content (strip temperature approximately equal to room temperature), an adherent layer of crystallized and still liquid melt forms on the surface of the steel strip. The thickness of this layer can be a multiple of the thickness of the original mother tape. It depends in particular on the residence time in the melt (speed of the mother tape), on the melting temperature (temperature difference to the solidus temperature T sol ), on the heat of fusion and the specific heat of the material used and on the thickness of the mother tape. The process must be carried out in such a way that re-melting of crystals that are already adhering is avoided. Under this condition there is a temperature gradient across the strip thickness. During the movement through the melt pool, the temperature inside the mother tape is the lowest and rises towards the edge. A temperature curve of the same quality is also present in the adhering layer. The liquidus temperature T liq is precisely present in the outermost region of the layer.
Die anhaftende Schicht hat zunächst eine gemischte Zusammensetzung aus gebildetem Kristallisat und dazwischen bestehender schmelzflüssiger Phase (mushy zone). Der Anteil der schmelzflüssigen Phasen nimmt nach außen hin zu. Nach Verlassen des Schmelzbads kühlt die anhaftende Schicht ab, wobei sich das bis dahin bestehende Temperaturgefälle umkehrt. Es kommt zu einer vollständigen Durcherstarrung der anhaftenden Schicht.The adhesive layer initially has a mixed composition formed crystals and in between existing molten Phase (mushy zone). The proportion of molten phases is decreasing outside towards. After leaving the melt pool, the adhesive cools Layer off, whereby the existing temperature gradient reverses. The adherent solidifies completely Layer.
Aus der EP 03 11 602 B1 ist es auch bekannt, ein in der vorstehend beschriebenen Weise zu erzeugendes Halbzeug nach Verlassen des Schmelzbads in einer gegen Oxidation schützenden Atmosphäre bis zum Erkalten oder bis zum Eintritt in eine Verformungsmaschine zu halten, in der das Halbzeug einem Warm- und/oder Kaltformgebungsprozeß unterworfen wird. Ein Teil der dabei erzeugten Fertigungsproduktmenge wird dann als Mutterband wieder an den Anfang des Verfahrens zurückgeführt und erneut durch das Schmelzbad hindurchgeführt. It is also known from EP 03 11 602 B1, one in the above described semi-finished product to be produced after leaving the Melting pool in an atmosphere protecting against oxidation up to Cool or keep in until you enter a forming machine the semi-finished product is subjected to a hot and / or cold forming process becomes. A part of the production product quantity generated is then as Mother tape returned to the beginning of the procedure and again passed through the weld pool.
In bezug auf die Erzeugung von Stahlbandmaterial steht der praktischen Anwendung dieses Verfahrens bisher ein entscheidendes Hindernis im Wege. Die Abnehmer von qualitativ hochwertigem Kalt- oder Warmbad verlangen vom Produzenten unter anderem die Einhaltung einer Schwankungsbreite der Blechdicke, die bei höchstens 2% der Nenndicke liegt. Mit dem bisherigen Verfahren läßt sich eine derartig enge Toleranz nicht sicher einhalten. Bestehende Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Bandes, die nach dem Verlassen des Schmelzbads bestehen und die vorgeschriebene Höchstgrenze überschreiten, lassen sich durch nachfolgende Umformvorgänge nämlich praktisch nicht mehr beseitigen. Dies liegt daran, daß aufgrund des extremen Flachheitsgrads des im Walzprozeß eingesetzten Halbzeugs (Breite/Decke-Verhältnis mindestens 60) die Umformung (bei abnehmender Dicke) praktisch nur in Längsrichtung erfolgt und keine nennenswerte Breitung mehr eintritt. Bestehende Dickenunterschiede entlang einer Linie quer zur Bandlängsrichtung bleiben daher - relativ gesehen - unverändert bestehen.The practical one is related to the production of steel strip material So far, using this procedure has been a major obstacle. Customers of high-quality cold or warm baths demand from the producer, among other things, compliance with a fluctuation range of Sheet thickness that is at most 2% of the nominal thickness. With the Such a close tolerance cannot be guaranteed with previous methods adhere. Existing irregularities in the thickness of the tape, the after leaving the melt pool and pass the prescribed The maximum can be exceeded by the following Practically no longer eliminate forming processes. This is because because of the extreme flatness of the in the rolling process used semi-finished product (width / ceiling ratio at least 60) Forming (with decreasing thickness) is practically only in the longitudinal direction and there is no significant spread anymore. Existing Differences in thickness along a line transverse to the longitudinal direction of the strip therefore remain relatively unchanged.
In der EP 0 311 602 B1 ist eine zweite Verfahrensweise beschrieben, bei der das Mutterband in umgekehrter Weise von oben in das Schmelzbad eingeführt und durch den Boden des Schmelzengefäßes wieder abgezogen wird. Bei dieser Ausführungsform ist das Problem der Bodenabdichtung besonders gravierend, da die Austrittsrichtungen der Schmelze und des Bandmaterials gleich sind und infolge dessen nicht nur ein dynamischer Dichteffekt fehlt, sondern darüber hinaus sogar ein negativer, die Austrittsneigung der Schmelze unterstützender "Mitnahmeeffekt" festzustellen ist. Aus diesem Grunde ist eine besondere Abdichtungseinrichtung in Form eines Dichtrollenpaares im Bodenbereich des Schmelzengefäßes erforderlich. Dieses Dichtrollenpaar bewirkt ein drastisches Zusammendrücken der "mushy zone" und damit ein Herausquetschen großer Teile der flüssigen Phase aus dem bereits gebildeten "schwammartigen" Kristallisatgebilde. Das hat zur Folge, daß die Dicke der erzielbaren anhaftenden Schicht gegenüber der ersten Verfahrensvariante erheblich geringer ist. Allein schon aus wirtschaftlichen Erwägungen kommt daher eine solche Verfahrensführung für eine praktische Anwendung kaum in Frage.EP 0 311 602 B1 describes a second procedure, in the reverse direction from above into the weld pool introduced and withdrawn through the bottom of the melt vessel becomes. In this embodiment, the problem is floor sealing particularly serious since the directions of exit of the melt and Band material are the same and therefore not only a dynamic one Density effect is missing, but beyond that even a negative one Leakage tendency of the melt supports "entrainment effect" can be determined. For this reason it is special Sealing device in the form of a pair of sealing rollers in the floor area of the melt vessel is required. This pair of sealing rollers causes drastic squeezing of the "mushy zone" and with it a Squeeze out large parts of the liquid phase from the already formed "sponge-like" crystals. This has the consequence that the thickness of the achievable adhesive layer compared to the first Process variant is significantly lower. Alone out Such a procedural approach comes from economic considerations hardly in question for a practical application.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die geforderte Blechdickentoleranz von maximal 2% sicher eingehalten werden kann, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The object of the invention is to provide a generic method in this regard to further develop that the required sheet thickness tolerance of maximum 2% can be safely observed, and a device for carrying out of the procedure.
Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die grundsätzlich auch für die Herstellung andersartiger Profile (z. B. runde oder beliebig polygone Querschnittsformen) geeignet ist, weist die Merkmale des Patentanspruchs 9 auf und ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 10 bis 14 in vorteilhafter Weise ausgestaltbar.With regard to the procedure, this task is solved by the characterizing features of claim 1. Advantageous Further developments of the invention are in subclaims 2 to 8 specified. An apparatus for performing the method, the basically also for the production of different types of profiles (e.g. round or any polygonal cross-sectional shape) is suitable, the Features of claim 9 and is characterized by the Features of subclaims 10 to 14 in an advantageous manner configurable.
Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der einzigen Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer für das Verfahren geeigneten Vorrichtung näher erläutert.In the following the invention based on the in the single figure schematically illustrated embodiment of one for the method suitable device explained in more detail.
Als Mutterblech wird ein Blechcoil 12 eingesetzt, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgewickelt wird. Mit dem Bezugszeichen 11 ist eine Bandschweißanlage bezeichnet, die das Ende eines bereits abgewickelten Coils mit einem neuen Coil 12 verbindet, um einen kontinuierlichen Verfahrensablauf zu ermöglichen. Bei 7 ist eine Bandspeicheranlage angedeutet, die einen kurzfristig eintretenden Stillstand des Bandnachschubs während des Schweißvorgangs bei einem Coilwechsel auffangen kann, so daß der Produktionsbetrieb nicht unterbrochen wird. Im Produktionsfluß hinter der Bandspeicheranlage 7 ist eine Bandreinigung 6 angeordnet, in der die Oberfläche des eingesetzten Mutterbandes metallisch rein gemacht wird. Ein Transportrollenpaar 2 sorgt dafür, das das Mutterband, das ein Breite/Dicke-Verhältnis von mindestens 60, vorzugsweise von mindestens 100 hat, mit einer gleichbleibenden vorgewählten Geschwindigkeit durch eine entsprechende schlitzartige Öffnung im Boden des Schmelzenbehälters 1 in die Schmelze 3 geführt wird. Das Mutterband hat einen sehr geringen Wärmeinhalt, da es beispielsweise Raumtemperatur aufweist. Die Schmelze 3 (z. B. Stahl) besteht aus dem gleichen Werkstoff wie das Mutterband. Eine Abdichtung, die am Boden des Schmelzenbehälters 1 angeordnet ist, ist in der Figur nicht gesondert dargestellt. Während das Mutterband von unten nach oben durch die Schmelze 3 geführt wird, kristallisiert eine mit zunehmender Verweilzeit (d. h. mit Annäherung an den Schmelzbadspiegel) wachsende Schicht an, da das Mutterband in seiner unmittelbaren Umgebung der Schmelze 3 Wärme entzieht, wobei es sich erwärmt. Die Schmelze 3 wird ansonsten auf einer Temperatur von z. B. 10 K über der Liquidustemperatur gehalten. Durch eine nicht dargestellte Einspeisung wird die Höhe des Schmelzbadspiegels auf einem gleichbleibenden Wert gehalten. Unter Berücksichtigung dieser und weiterer Parameter (insbesondere Solidustemperatur, Schmelzwärme, spezifische Wärme des Schmelzenwerkstoffs) ist die Bandgeschwindigkeit über die Transportrollen 2 vorzugsweise so eingestellt, daß das Mutterband mit der anhaftenden Schicht beim Verlassen der Schmelze 3 eine 3- bis 7mal so große Dicke hat wie das ursprüngliche Mutterband.A sheet coil 12 is used as the mother sheet, which is unwound at a certain speed. By the reference numeral 11 is a welding system band is indicated, which connects the end of an already unwound coil with a new coil 12, to allow a continuous process sequence. At 7 , a strip storage system is indicated, which can absorb a short-term standstill of the strip supply during the welding process when changing the coil, so that the production operation is not interrupted. In the production flow behind the belt storage system 7 , a belt cleaning 6 is arranged, in which the surface of the mother belt used is made metallically clean. A pair of transport rollers 2 ensures that the mother belt, which has a width / thickness ratio of at least 60, preferably at least 100, is guided into the melt 3 at a constant preselected speed through a corresponding slot-like opening in the bottom of the melt container 1 . The mother tape has a very low heat content, since it has room temperature, for example. The melt 3 (e.g. steel) consists of the same material as the mother tape. A seal, which is arranged on the bottom of the melt container 1 , is not shown separately in the figure. While the mother tape is passed through the melt 3 from bottom to top, a layer which grows with increasing dwell time (ie with an approach to the melt pool level) crystallizes, since the mother tape draws heat from the melt 3 in its immediate vicinity, whereby it heats up. The melt 3 is otherwise at a temperature of z. B. kept 10 K above the liquidus temperature. The level of the weld pool level is kept at a constant value by means of a feed, not shown. Taking these and other parameters into account (in particular solidus temperature, heat of fusion, specific heat of the melt material), the belt speed via the transport rollers 2 is preferably set such that the mother belt with the adhering layer has a thickness 3 to 7 times greater when leaving the melt 3 than the original mother band.
Oberhalb des Schmelzbadspiegels ist eine Glättwalzeinrichtung in Form eines nebeneinander angeordneten Glättwalzenpaares 4 positioniert. Der Abstand dieses Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel ist dadurch veränderlich, daß die Höhenlage des Glättwalzenpaares 4 z. B. durch eine elektromechanische oder hydraulische Verstelleinrichtung, die durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist, einstellbar ist. Der Mindestabstand des Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel beträgt etwa 0,5 m, der maximale Abstand 5 m. Die Höhenlage wird so gewählt, daß der Glättstich an einer Stelle stattfindet, an der die am Mutterband anhaftende Schicht einerseits zwar schon relativ weit durcherstarrt ist, aber andererseits in ihrer Außenzone noch ausreichende Anteile an flüssiger Phase aufweist, die einen problemlosen Materialfluß auch quer zur Längsrichtung des Mutterbandes ermöglichen. Es kommt also auf ein möglichst günstiges Mengenverhältnis der festen zur flüssigen Phase an. Als Regelgröße hierfür kann die Durchschnittstemperatur in der ankristallisierten Schicht herangezogen werden. Die Glättung soll erfindungsgemäß bei einer Temperatur Tgl erfolgen, die folgender Beziehung genügt:A smoothing roller device in the form of a pair of smoothing rollers 4 arranged next to one another is positioned above the melt pool level. The distance of this pair of smoothing rollers 4 from the melt pool level is variable in that the height of the pair of smoothing rollers 4 z. B. by an electromechanical or hydraulic adjustment device, which is indicated by the arrows, adjustable. The minimum distance of the pair of smoothing rollers 4 from the bath level is about 0.5 m, the maximum distance 5 m. The altitude is chosen so that the smoothing stitch takes place at a point where the layer adhering to the mother tape is on the one hand already relatively solidified, but on the other hand still has sufficient proportions of liquid phase in its outer zone, which also allows a problem-free flow of material transversely to the longitudinal direction of the mother band. It is therefore a question of the most favorable quantitative ratio of the solid to the liquid phase. The average temperature in the crystallized layer can be used as a control variable for this. According to the invention, the smoothing should take place at a temperature T gl which satisfies the following relationship:
Tgl = Tsol + a × (Tliq - Tsol)T gl = T sol + a × (T liq - T sol )
Darin bedeutet a einen Faktor im Wertebereich von 0,1-0,8, vorzugsweise im Bereich 0,2-0,4. Je niedriger a ist, um so höher ist der durcherstarrte Anteil. Die untere Grenze ist insofern als kritisch anzusehen, als im Falle von Störungen leicht eine völlige oder nahezu völlige Durcherstarrung eintreten kann, die einen Ausgleich etwa bestehender größerer Banddickendifferenzen unmöglich machen würde. Die obere Grenze des Wertes a ist in erster Linie wirtschaftlich bedingt. Aufgrund des hohen Anteils an schmelzflüssiger Phase würde wegen der vertikalen Führung des Bandmaterials ein erheblicher Teil nach unten abgequetscht werden, so daß die Ausbringung sich entsprechend verringern würde. Zur Erleichterung der Einstellarbeiten kann im Verstellbereich des Glättwalzenpaares 4 eine nicht dargestellte Strangoberflächentemperatur-Meßeinrichtung vorgesehen sein. Das Glättwalzenpaar 4 wird zeckmäßigerweise mit einer inneren Fluidkühlung (z. B. Wasserkühlung) versehen. Die durch den Glättstich angestrebte Dickenabnahme des Metallstrangs sollte in einem Bereich von 5-15% liegen.Therein, a means a factor in the range of 0.1-0.8, preferably in the range 0.2-0.4. The lower a is, the higher the solidified part. The lower limit is to be regarded as critical in that, in the case of malfunctions, complete or almost complete solidification can easily occur, which would make it impossible to compensate for any larger strip thickness differences. The upper limit of value a is primarily economic. Due to the high proportion of molten phase, a considerable part would be squeezed down because of the vertical guidance of the strip material, so that the output would be reduced accordingly. In order to facilitate the adjustment work, a strand surface temperature measuring device (not shown) can be provided in the adjustment range of the pair of smoothing rollers 4 . The smoothing roller pair 4 is advantageously provided with an internal fluid cooling (e.g. water cooling). The desired reduction in the thickness of the metal strand as a result of the smoothing stitch should be in a range of 5-15%.
Um eine für die nachfolgende Weiterverarbeitung des erzeugten Halbzeugs störende Oxidation der Strangoberfläche zu vermeiden, ist die anhaftende Schicht des Mutterbodens durch eine Einhausung 5, die mit einer inerten Atmosphäre geflutet werden kann, gegen den Zutritt von Luftsauerstoff geschützt. Die Einhausung 5 schließt unmittelbar an den Schmelzenbehälter 1 an und hüllt auch das Glättwalzenpaar 4 mit ein. Um eine unerwünschte schnelle Abkühlung der anhaftenden Schicht und damit eine zu weitgehende Durcherstarrung zu vermeiden, kann im Bedarfsfall insbesondere im Bereich der Verstellung der Glättwalzeinrichtung 4 vorgesehen sein, daß zumindest Teile der Wände der Einhausung 5 mit einer thermischen Isolierung versehen sind. Im übrigen ist es zweckmäßig, die Wände der Einhausung 5 als Kühlwände, insbesondere als von innen fluidgekühlte (z. B. Wasserkühlung) Wände auszuführen. Über die Steuerung der Kühlmitteltemperatur läßt sich dann nämlich in der sich hinter der Glättwalzeinrichtung 4 anschließenden Kühlzone 8 eine kontrollierte Kühlung des erzeugten Halbzeugs realisieren, die zu besonders günstigen Werkstoffeigenschaften führt. Ähnlich wie bei einer Kontiglühe wird das bandförmige Material in einem mittleren Abschnitt der Kühlzone 8 durch entsprechende Umlenkrollen in Schleifen geführt, so daß in dieser Zone eine entsprechend längere Verweilzeit eintritt. Nachdem der erzeugte Metallstrang eine hinreichende Abkühlung erfahren hat, verläßt er die Einhausung 5 mit ihrer inerten Atmosphäre und kann z. B. durch eine elektrostatische Einöleinrichtung 8 eingeölt und vor Korrosion geschützt werden. Das Material wird anschließend kontinuierlich zu einem Coil 13 aufgewickelt. Das Coil 13 wird nach Erreichen eines bestimmten Gewichts mittels einer Schere 10 vom übrigen Strang abgetrennt und zur Weiterverarbeitung in ein Warm- oder Kaltwalzwerk abtransportiert.In order to avoid an oxidation of the strand surface which is disruptive for the subsequent further processing of the semi-finished product produced, the adherent layer of the topsoil is protected against the entry of atmospheric oxygen by a housing 5 which can be flooded with an inert atmosphere. The housing 5 directly adjoins the melt container 1 and also envelops the pair of smoothing rollers 4 . An undesirable rapid cooling of the adhesive layer and thus to avoid substantial solidification, in case of need the Glättwalzeinrichtung 4 may be provided in particular in the field of adjustment, that at least parts of the walls of the enclosure are provided with a thermal insulation. 5 Otherwise, it is expedient to design the walls of the housing 5 as cooling walls, in particular as walls that are fluid-cooled from the inside (eg water cooling). Controlling the coolant temperature then allows controlled cooling of the semifinished product produced in the cooling zone 8 downstream of the smoothing roller device 4 , which leads to particularly favorable material properties. Similar to a continuous annealing process, the band-shaped material is guided in loops in a central section of the cooling zone 8 by corresponding deflection rollers, so that a correspondingly longer dwell time occurs in this zone. After the metal strand has undergone sufficient cooling, it leaves the housing 5 with its inert atmosphere and can, for. B. oiled by an electrostatic oiling device 8 and protected against corrosion. The material is then continuously wound into a coil 13 . After reaching a certain weight, the coil 13 is separated from the remaining strand by means of a pair of scissors 10 and transported away to a hot or cold rolling mill for further processing.
Es ist selbstverständlich auch möglich, wie dies bereits in der EP 03 11 603 B1 beschrieben ist, die Weiterverarbeitung unmittelbar anzuschließen. In diesem Fall kann die Abkühlung bei Bedarf zur Einsparung von Wärmeenergie bereits weit oberhalb der Raumtemperatur unterbrochen und die Einhausung mit inerter Atmosphäre bis zur anschließenden Umformmaschine geführt werden.It is of course also possible, as already mentioned in the EP 03 11 603 B1 is described, further processing immediately to connect. In this case, the cooling can be used if necessary Saving thermal energy well above room temperature interrupted and the housing with an inert atmosphere until subsequent forming machine are performed.
Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels, bei dem auf das in der Figur dargestellte Anlagenschema Bezug genommen wird, näher erläutert.The invention is illustrated by the following embodiment referred to the system diagram shown in the figure is explained in more detail.
Ein Kaltband aus einem Stahl X60 mitA cold strip made of a steel X60
0,16% C
0,35% Si
1,30% Mn
0,013% P
0,003% S
0,041% Al
0,025% Nb
0,092% N
Rest Eisen und übliche Verunreinigungen,0.16% C
0.35% Si
1.30% Mn
0.013% P
0.003% S
0.041% Al
0.025% Nb
0.092% N
Remainder iron and usual impurities,
das eine Dicke von 0,5 mm und eine Breite von 100 mm aufwies, trat nach einer Entfettung in einem Beizbad 6 mit Hilfe eines Treibrollenpaares 2 senkrecht durch den Boden eines mit flüssigem Stahl gefüllten Schmelzengefäßes 1 ein. Die Schmelze wies eine mit dem Stahlband vergleichbare Analyse auf. Dem Schmelzengefäß 1 wurde aus einem nicht dargestellten Verteiler kontinuierlich flüssiger Stahl zugeführt. Die Höhe des Schmelzbads 3 und die Geschwindigkeit des Stahlbandes sind die Regelgrößen, um die gewünschte Kontaktzeit zwischen dem Stahlband und dem Schmelzbad 3, die im vorliegenden Fall etwa 2 sek betragen sollte, einzustellen. Da die Bandgeschwindigkeit bei 1 m/s lag, wurde daher eine Schmelzbadhöhe von 2 m permanent eingehalten. In der Stahlschmelze 3, die eine Temperatur von ca. 1512°C aufwies, kam es beim Durchlauf des Stahlbandes zu einer Aufkristallisation in einer Dicke von insgesamt etwa 2,5 mm, so daß die Gesamtdicke des Stahlbandes beim Austritt aus der Stahlschmelze 3 etwa 3 mm betrug. Dieses Stahlband mit "teigiger" Oberfläche (zwei Phasen: Schmelze und Kristalle) wurde dann entsprechend der Formel T=Tsol+a×(Tliq-Tsol) (hier a=0,5 gewählt) mit einer Durchschnittstemperatur von T=1497°C+0,5× (1507°C-1497°C)=1502°C in der aufgewachsenen Schicht in das vertikal verschiebbare Glättwalzwerk 4, das in einer mit z. B. Argon gefüllten und kontrolliert gekühlten Einhausung 5 angeordnet war, eingeführt, wo seine maximale Dicke um ca. 17% (0,5 mm) reduziert und seine Oberflächenrauhigkeit weitestgehend abgebaut wurde. Für die vorliegenden Verhältnisse erwies sich zum Erreichen des angestrebten Zieles eine integrale Temperatur von 1502°C für die Durchführung des erfindungsgemäßen Glättstichs als besonders günstig. Das Glättwalzwerk 4 wurde daher in seiner vertikalen Position so eingestellt, daß diese Temperatur auf der Eintrittsebene in das Glättwalzwerk unter den vorliegenden Abkühlbedingungen gegeben war. Der durchgeführte Glättstich führte zu einem vollständig lunkerfreien und in seiner Schichtung optimal verschweißten Stahlband mit einer gleichförmigen Dicke von ca. 2,5 mm. Die vorhandene Abweichung der tatsächlichen Banddicke von der Sollbanddicke lag mit nur 1,6% noch deutlich unter dem maximal zulässigen Wert von 2% für Warmband, das kalt weiterverarbeitet werden soll. Nach dem Austritt aus dem Glättwalzwerk 4 wurde das Stahlband, das weiterhin durch eine Argonatmosphäre vor Oxidation geschützt war, in dem wassergekühlten Dom der Einhausung 5 einer kontrollierten Abkühlung unterzogen und nach Durchlaufen eines ebenfalls gekühlten und mit Argon gefüllten Pufferraums (Kühlzone 8) einer Wickelstation 13 zugeführt. Anschließend wurde das Stahlband in einem nicht dargestellten Kaltwalzwerk auf eine Dicke von wiederum 0,5 mm ausgewalzt. Das so erzeugte Kaltband wies ausgezeichnete mechanisch-technologische Eigenschaften auf und erfüllte alle gestellten Qualitätsanforderungen. Etwa 20% der laufend erzeugten Produktionsmenge wurden wieder als Eingangsmaterial in den Prozeß zurückgeführt.which had a thickness of 0.5 mm and a width of 100 mm, entered after degreasing in a pickling bath 6 with the aid of a pair of driving rollers 2 vertically through the bottom of a melt vessel 1 filled with liquid steel. The melt showed an analysis comparable to the steel strip. Liquid steel was fed continuously to the melt vessel 1 from a distributor (not shown). The height of the molten bath 3 and the speed of the steel strip are the control variables in order to set the desired contact time between the steel strip and the molten bath 3 , which should be about 2 seconds in the present case. Since the belt speed was 1 m / s, a melt pool height of 2 m was therefore maintained at all times. In the molten steel 3 , which had a temperature of approx. 1512 ° C, a crystallization of a total thickness of approximately 2.5 mm occurred during the passage of the steel strip, so that the total thickness of the steel strip as it emerged from the molten steel 3 was approximately 3 mm was. This steel strip with a "pasty" surface (two phases: melt and crystals) was then shaped according to the formula T = T sol + a × (T liq -T sol ) (here a = 0.5) with an average temperature of T = 1497 ° C + 0.5 × (1507 ° C-1497 ° C) = 1502 ° C in the grown layer in the vertically displaceable smoothing mill 4 , which in a z. B. Argon-filled and controlled cooled housing 5 was introduced, where its maximum thickness was reduced by approximately 17% (0.5 mm) and its surface roughness was largely reduced. For the present conditions, an integral temperature of 1502 ° C. for carrying out the smoothing stitch according to the invention proved to be particularly favorable in order to achieve the desired goal. The smoothing mill 4 was therefore adjusted in its vertical position so that this temperature was given on the entry level into the smoothing mill under the present cooling conditions. The smoothing stitch carried out resulted in a completely void-free steel strip with an optimally welded layering and a uniform thickness of approx. 2.5 mm. The existing deviation of the actual strip thickness from the target strip thickness was still only 1.6%, which is significantly below the maximum permissible value of 2% for hot strip, which is to be processed cold. After exiting the smoothing mill 4 , the steel strip, which was further protected against oxidation by an argon atmosphere, was subjected to controlled cooling in the water-cooled dome of the housing 5 and, after passing through a buffer space (cooling zone 8 ) which was also cooled and filled with argon, was passed to a winding station 13 fed. The steel strip was then rolled out to a thickness of again 0.5 mm in a cold rolling mill, not shown. The cold strip produced in this way had excellent mechanical-technological properties and met all the quality requirements. About 20% of the current production volume was returned to the process as input material.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es auf überraschend einfache Weise möglich, einen bandförmigen Metallstrang zu erzeugen, der hinsichtlich seiner Form- und Oberflächentoleranz außerordentlich präzise (Abweichung des Profils und der Dicke über die Bandlänge unter 2%) ist. Gleichzeitig gewährleistet dieses Verfahren eine durchgehend sichere Verschweißung der anhaftenden Schicht mit dem Mutterblech. Durch die Möglichkeit einer kontrollierten Abkühlung läßt sich ein Bandmaterial mit hervorragenden Werkstoffeigenschaften erzielen.It is surprisingly simple with the present invention possible to produce a ribbon-shaped metal strand that with respect its shape and surface tolerance extremely precise (deviation of the profile and the thickness over the length of the strip is less than 2%). At the same time, this process ensures a consistently safe Welding of the adhesive layer to the mother plate. Through the The possibility of controlled cooling can be a strip material achieve with excellent material properties.
Claims (14)
Tsol + Solidustemperatur
Tliq = Liquidustemperatur.1. A process for producing semi-finished products in the form of thin metal strands, in particular made of steel, with thicknesses below 20 mm, in which an uncooled, cleaned metal profile of low heat content is continuously passed from bottom to top through a melt pool of the same type of material, the speed of the metal strand in Depending on the height of the molten pool is set so that depositing crystals and melt on the metal profile results in a strand thickness that corresponds to at least three times the original thickness of the metal profile and further maintaining an inert atmosphere during the production of the metal strand, characterized in that that for the production of semi-finished product having a width / thickness ratio of more than 60 and a fluctuation of the strip thickness of at most 2% the metal billet after leaving the melt bath a smoothing pass is subjected to when the average temperature in the initially crystallized Schich t of the metal strand T gl fulfills the relationship: T gl = T sol + a × (T liq - T sol ) with a = 0.1-0.8
T sol + solidus temperature
T liq = liquidus temperature.
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